[01300271]CFRP加固混凝土结构界面抗剪性能研究

在基础设施工程中应用量最大、最广泛的材料是混凝土。我国混凝土工程量在世界上名列前茅。

由于地理环境、自然灾害以及人为因素的影响，混凝土工程的耐久性受到严峻考验。世界各国每年要耗巨资用于加固维修混凝土结构设施。

碳纤维增强复合材料（CFRP）以其高强高效、重量轻、防腐耐久、施工便捷等特点，作为补强加固材料已被广泛应用于国内外土木工程领域。

随着各种加固工程的开展及研究的深入，界面粘结问题成为人们所关注的焦点。界面的粘结性能对结构加固效果密切相关，了解和掌握界面粘结性能与结构加固方式、受力状态的关系，对正确进行加固补强工程设计和施工都是十分重要的。

本项目采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法，在静载和疲劳荷载作用下，对碳纤维增强复合材料（CFRP）加固混凝土结构的界面进行剪切粘结性能研究，主要研究了考虑不同混凝土强度、不同粘贴方式，进行了CFRP加固混凝土结构在静力荷载作用下界面双剪试验研究;

在试验的基础上，采用非线性有限元程序LS-DYNA，建立考虑胶层的三维模型，模拟CFRP加固混凝土结构的界面剪切失效和变形发展的全过程，得到了裂纹的形成和扩展以及结构的破坏过程及其形态，并进一步得到其极限荷载值基于数值模拟结果，对CFRP-混凝土界面在弹塑性阶段的粘结机理进行了讨论;

考虑不同混凝土强度、不同粘贴方式，进行了CFRP加固混凝土结构在疲劳荷载作用下界面双剪试验研究，揭示在疲劳荷载作用下界面性能与CFRP加固混凝土结构二次损伤、破坏过程的关系，提出提高界面粘结力的优化加固设计方案。

我国每年有大量的建筑、公路、桥梁等混凝土结构需要加固补强。

本项目解决了CFRP加固混凝土结构中的关键技术难题-界面性能对混凝土损伤过程的影响，对FRP加固技术向更深的层次推进作出贡献，并促进我国FRP在土木工程中应用的进一步发展，提高我国土木工程领域的科技含量，达到降低维修成本延长混凝土结构使用寿命的目的，具有重要的理论意义和工程实用价值，带来巨大的经济和社会效益。